Acciaio inossidabile 17-4 vs 304: 8 differenze chiave!

L’acciaio inossidabile è un materiale diffuso utilizzato nella produzione di un’ampia gamma di prodotti. I produttori lo utilizzano per la sua eccellente resistenza, lavorabilità e resistenza alla corrosione. L’acciaio inossidabile è disponibile in vari gradi, tra cui il 17-4 e il 304. Tuttavia, quando si confrontano questi due gradi, si apre un dibattito tra acciaio inossidabile 17-4 e 304.

 

L’acciaio inossidabile 304 ha una composizione di cromo più elevata. Per questo motivo, viene considerato superiore in termini di resistenza alla corrosione. Tuttavia, la resistenza del 17-4 è un fattore che lo distingue nel confronto. In questo articolo, spiegherò tutte le differenze tra l’acciaio inossidabile 17-4 e il 304. Questo vi aiuterà a scegliere il grado di acciaio inossidabile più adatto alle vostre esigenze specifiche.

 

 

Panoramica dell’acciaio inossidabile 17-4 PH e 304

 

Come accennato in precedenza, l’acciaio inossidabile è disponibile in vari gradi. Questi gradi differiscono tra loro in termini di composizione e proprietà. Il 304 e il 17-4 PH sono due gradi popolari e ampiamente utilizzati in vari settori.

 

Il grado 304 appartiene alla famiglia degli austenitici e ha un contenuto di cromo più elevato. È composto dal 17% di cromo e da circa l’8% di nichel. Oltre a questi due elementi, questo materiale contiene anche numerose tracce. Il suo elevato contenuto di cromo rende il grado 304 altamente resistente alla ruggine e alla corrosione.

 

Ciò che apprezzo del grado 304 è l’eccellente finitura superficiale. Il componente realizzato con questo tipo di acciaio inossidabile non richiede una fase di post-lavorazione per la finitura. La ragione principale dell’ampia utilizzabilità di questo materiale risiede nel suo prezzo contenuto.

 

L’acciaio inossidabile 17-4 PH è noto per la sua resistenza e durezza. Contiene il 17% di cromo e il 4% di nichel (come indicato nel nome). Questo tipo di acciaio inossidabile subisce un processo di indurimento per precipitazione. Viene sottoposto a trattamento termico, seguito da raffreddamento (tempra) e infine da trattamento termico (invecchiamento) per aumentarne la resistenza.

 

Questi trattamenti termici aggiuntivi aumentano il costo dell’acciaio inossidabile 17-4. Grazie alla sua resistenza superiore, questo materiale viene utilizzato in componenti di alta gamma. L’industria aerospaziale, automobilistica, nucleare e navale utilizza questi materiali. Tuttavia, la resistenza alla corrosione di questo grado è compromessa rispetto all’acciaio inossidabile 304.

 

In breve: il grado 17-4 è indicato come 17-4 PH. Questo PH indica la durezza per precipitazione. Come accennato in precedenza, questo processo espone il grado a un processo di riscaldamento, raffreddamento e invecchiamento. Questo PH, o indurimento per precipitazione, aumenta la resistenza e la durezza di questo materiale. PH è scritto nel nome di questo grado per indicarne la maggiore resistenza.

 

Differenze tra acciaio inossidabile 17-4 e acciaio inossidabile 304

 

Nella sezione precedente, ho discusso alcuni aspetti fondamentali di questi due tipi di acciaio inossidabile. Tuttavia, questi due tipi presentano diverse differenze tra loro. Pertanto, anche la loro usabilità e la loro proposta di valore complessiva differiscono. Approfondiamo e analizziamo tutte le differenze fondamentali tra l’acciaio inossidabile 304 e l’acciaio inossidabile 17-4.

1- Composizione chimica

 

La differenza principale tra questi acciai inossidabili risiede nella loro composizione. Generalmente, entrambi sono costituiti dagli stessi elementi. Tuttavia, il contenuto di ciascun componente differisce tra i due tipi. A causa della diversa proporzione del contenuto, le proprietà di questi tipi differiscono. Ecco una tabella che mostra la composizione chimica degli acciai inossidabili 304 e 17-4 PH:

Elemento	Acciaio inossidabile 304	Acciaio inossidabile 17-4 PH
Ferro (Fe)	70,0%	73,0%
Cromo (Cr)	18,0%	17,0%
Nichel (Ni)	8,0%	4,0%
Rame (Cu)	0,0%	4,0%
Manganese (Mn)	2,0%	1,0%
Silicio (Si)	1,0%	1,0%
Carbonio (C)	0,08%	0,07%
Fosforo (P)	0,04%	0,04%
Zolfo (S)	0,03%	0,03%

 

Il grado 304 e il 17-4 differiscono principalmente nella proporzione dei due elementi, tra cui cromo e nichel. Il grado 304 è composto per il 18% da cromo e per l’8% da nichel. D’altra parte, l’acciaio inossidabile 17-4 ha un contenuto di cromo (17%) e nichel (4%) inferiore.

 

Grazie all’elevato contenuto di cromo, i gradi 304 sono più resistenti alla corrosione e durevoli rispetto alle loro controparti. Generalmente, la presenza di un contenuto maggiore di nichel rende un materiale più resistente. Tuttavia, il 17-4 PH, contenendo meno nichel, è più resistente e più complesso. Ciò è dovuto al trattamento termico a cui questo materiale viene sottoposto.

 

2- Capacità di trattamento termico

 

L’acciaio inossidabile 304 non può essere temprato. Il trattamento termico non lo rende più duro e resistente. Anche riscaldando questo materiale ad alte temperature, non si noterà alcuna variazione nelle sue proprietà meccaniche. D’altra parte, il grado 17-4 può essere temprato tramite trattamento termico.

 

Questo materiale subisce un processo di indurimento per precipitazione. In questo processo, il materiale viene riscaldato a temperature più elevate. Successivamente, viene raffreddato per aumentarne la resistenza. Dopo questo raffreddamento, il materiale viene nuovamente riscaldato a una temperatura relativamente più bassa.

 

Questo processo è chiamato indurimento per precipitazione o invecchiamento. Aumenta la resistenza meccanica di questo tipo di acciaio inossidabile. Grazie a questo processo, il materiale è ampiamente utilizzato in applicazioni gravose. Molti componenti nei settori aerospaziale, navale e nucleare sono realizzati in acciaio inossidabile 17-4.

 

3- Resistenza alla corrosione

 

Come accennato in precedenza, l’acciaio inossidabile 304 contiene il 18% di cromo. Quando questo materiale viene esposto all’aria, il cromo reagisce con l’ossigeno. A causa di questa reazione, si forma uno strato di ossido di cromo. Questo strato o rivestimento è resistente e protegge il materiale di base da ulteriore corrosione. I componenti realizzati in acciaio inossidabile 304 possono essere utilizzati in condizioni umide o saline.

 

Si potrebbe dire che anche l’acciaio inossidabile 17-4 contiene il 17% di cromo. Quindi la resistenza alla corrosione di entrambi i materiali dovrebbe essere la stessa. In realtà, la resistenza alla corrosione dell’acciaio inossidabile 304 è superiore a quella dell’acciaio inossidabile 17-4. Il motivo è che l’acciaio inossidabile 17-4 PH contiene una certa percentuale di rame. La presenza di questo rame non favorisce la formazione di strati di cromo.

 

In presenza di rame, sulla superficie del materiale si forma uno strato di cromo più debole. Questo strato può deteriorarsi, compromettendo la resistenza alla corrosione dell’acciaio inossidabile 17-4. In alcuni casi, il rame favorisce e accelera addirittura la corrosione di questo materiale. Pertanto, considero il grado 304 ideale per la resistenza alla corrosione

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4- Saldabilità e formabilità

 

Considero il grado 304 un’opzione superiore in termini di saldabilità e formabilità. Questo grado 304 può essere riscaldato e fuso facilmente per creare giunti. È possibile utilizzare qualsiasi tecnica di saldatura, come TIG, MIG o laser, per completare il lavoro. Inoltre, questo grado è meno complesso e può essere formato e sagomato. I produttori utilizzano questo materiale per realizzare componenti di forme complesse.

 

D’altro canto, l’acciaio inossidabile 17-4 PH è meno adatto al processo di saldatura. È necessario prestare molta attenzione durante la saldatura. Come ho detto prima, il trattamento termico (invecchiamento) aumenta la resistenza e la durezza di questo materiale. Per questo motivo, la deformazione, la piegatura e la sagomatura del materiale diventano difficili. Pertanto, non è l’ideale per la formabilità.

 

5- Resistenza e durezza

 

L’acciaio inossidabile 17-4 è più resistente e complesso della sua controparte. Questo perché questo materiale subisce un indurimento per precipitazione, noto anche come invecchiamento. In questo processo, l’acciaio inossidabile viene riscaldato a temperature molto elevate. Una volta terminato, viene sottoposto a tempra. In questo processo, il materiale caldo subisce un raffreddamento improvviso.

 

Questo improvviso sbalzo di temperatura rende l’acciaio inossidabile molto resistente. L’acciaio inossidabile raffreddato si riscalda ulteriormente a temperature più basse, e questo processo è chiamato invecchiamento. Come risultato dell’invecchiamento, piccole particelle si combinano e si formano con il materiale di base, aumentandone la resistenza. L’acciaio inossidabile 304 non può subire questo ulteriore trattamento termico. Pertanto, l’acciaio inossidabile 17-4 è considerato superiore al 304.

6- Durata e longevità

 

In termini di durata e longevità, entrambi questi gradi sono eccellenti. Sono resistenti in diverse condizioni. Come ho detto prima, l’acciaio inossidabile è resistente alla corrosione. I componenti realizzati con questo materiale possono rimanere in buone condizioni in ambienti ad alto contenuto di sale. La loro longevità sarà eccellente anche se rimangono a contatto con l’acqua.

 

Tuttavia, se sottoposti a sollecitazioni, possono rompersi o danneggiarsi. La loro resistenza è compromessa, il che rappresenta uno svantaggio. D’altra parte, il 17-4 offre una minore resistenza alla corrosione. Se utilizzato in condizioni di umidità, questo materiale inizierà a deteriorarsi e corrodersi rapidamente. Tuttavia, la sua resistenza meccanica è eccellente, il che rappresenta un vantaggio significativo.

 

È possibile utilizzarlo in condizioni in cui il componente è sottoposto a sollecitazioni e carichi. In tale utilizzo, questo materiale durerà più a lungo e sopporterà carichi estremi. Entrambi questi materiali sono durevoli e duraturi, ma in modi diversi. Per il settore navale, consiglio di scegliere il grado 304. D’altra parte, il 17-4 PH è eccellente nel settore aerospaziale, dove i componenti sono sottoposti a carichi e sollecitazioni costanti.

 

7- Magnetismo e lavorabilità

 

Il magnetismo dell’acciaio inossidabile varia a seconda del tipo e del grado. Il grado 304 è altamente amagnetico. Anche riscaldando questo materiale, il suo comportamento magnetico non cambia da non magnetico a magnetico. Pertanto, questo materiale è ideale per l’uso dove è necessario evitare interferenze magnetiche. D’altro canto, il grado 17-4 è magnetico.

 

Come ho detto prima, questo materiale viene sottoposto a un processo di trattamento termico. Anche dopo aver subito un intenso trattamento termico, l’acciaio inossidabile 17-4 rimane magnetico. La lavorazione CNC diventa più impegnativa man mano che i materiali diventano più duri e resistenti. Il grado 304 è relativamente meno intenso e può essere lavorato facilmente.

 

D’altra parte, l’acciaio inossidabile 17-4 PH è tenace e resistente. La lavorazione di questo acciaio inossidabile può essere noiosa e richiedere molto tempo. Pertanto, i produttori generalmente tagliano, forano e modellano questo materiale prima del suo processo di invecchiamento. Dopo l’invecchiamento, questo materiale diventa estremamente resistente e meno adatto alla lavorazione.

8- Costo e applicazione

 

L’acciaio inossidabile 304 è meno costoso rispetto al 17-4. Il motivo è che il processo di produzione dell’acciaio inossidabile 304 è semplice. Non subisce alcun trattamento termico aggiuntivo. D’altro canto, il 17-4 è tenace, di qualità superiore e molto costoso. La ragione principale del suo prezzo elevato è il trattamento termico a cui viene sottoposto.

 

Questo trattamento ne aumenta la resistenza meccanica, il che giustifica il prezzo più elevato. Il 304 è meno indicato per applicazioni in cui è richiesta un’elevata resistenza meccanica. Il suo utilizzo è più indicato per componenti che richiedono resistenza alla corrosione. D’altra parte, il 17-4 viene utilizzato per realizzare prodotti più tenaci. Ecco una tabella che mostra le diverse applicazioni:

 

Applicazioni Acciaio Inossidabile 304	Applicazioni Acciaio Inossidabile 17-4 PH
Lavelli da cucina e elettrodomestici	Componenti aerospaziali
Attrezzature per la lavorazione alimentare	Alberi e eliche marine
Contenitori e serbatoi chimici	Componenti di reattori nucleari
Strumenti medici e utensili chirurgici	Valvole e pompe ad alta pressione
Attrezzature per birrifici e caseifici	Attrezzature per l’industria petrolifera e del gas
Scambiatori di calore e impianti di tubazioni	Stampi a iniezione e utensili
Finiture e componenti per scarichi automobilistici	Componenti militari e parti di armi da fuoco

 

In conclusione: quale scegliere, acciaio inossidabile 304 o 17-4 PH?

 

Dipende dal tipo di componente che si sta realizzando. Non esiste una soluzione universale quando si tratta di scegliere tra acciaio inossidabile 304 e 17-4.

 

Consiglio di scegliere un grado di acciaio inossidabile 304 se si desiderano componenti resistenti alla corrosione. Questo grado offre una resistenza ottimale senza essere troppo pesante. Inoltre, il costo dell’acciaio inossidabile 304 è molto basso, il che è un grande vantaggio. Tuttavia, i componenti realizzati con questo materiale potrebbero non resistere a carichi pesanti.

 

Se si desidera un materiale che resista a carichi estremi, il grado 17-4 PH è la scelta migliore. Questo acciaio inossidabile subisce un riscaldamento estremo, che ne aumenta la resistenza e la durezza. Può resistere a un uso intensivo e sopportare carichi pesanti in modo efficace. Tuttavia, questo materiale ha un prezzo più elevato ed è meno resistente alla corrosione. Questi due sono gli svantaggi più significativi che si incontrano scegliendo l’acciaio inossidabile 17-4 PH.